BLE應(yīng)用提高數(shù)據(jù)通信速率的方法

本文主要是講述了BLE應(yīng)用提高數(shù)據(jù)通信速率的方法，主要可簡述為以下幾個(gè)方面：

??●使能DLE單幀數(shù)據(jù)長度擴(kuò)展；

??●BLE5.0及以上版本，使用LE 2M PHY；

??●使用通知notify或?qū)懭霟o響應(yīng)Write without

??●Response數(shù)據(jù)類型

??●盡可能增大 MTU，提高單次數(shù)據(jù)收發(fā)效率；

??●選擇1個(gè)合適的連接間隔；

??下文將針對以上幾點(diǎn)，進(jìn)行詳細(xì)闡述。

??描述

??假設(shè)主從端采用通知有響應(yīng)indicate數(shù)據(jù)類型，1M PHY編碼率，每個(gè)連接間隔包含1個(gè)連接事件（公式②中的連接事件時(shí)間，我司模塊采用協(xié)議棧默認(rèn)值，一般就是協(xié)議棧允許最大值）。

??如圖2，主、從機(jī)間單個(gè)數(shù)據(jù)包通信流程包含：從機(jī)發(fā)給主機(jī)空包、上一個(gè)包結(jié)束到下一個(gè)包開始之間的時(shí)間間隔IFS（協(xié)議規(guī)定是150us）、從機(jī)接收主機(jī)回復(fù)的完整data數(shù)據(jù)包、IFS。

圖1 連接間隔與連接事件

圖2 主、從機(jī)間收發(fā)1個(gè)數(shù)據(jù)包通信流程

圖3 BLE ATT數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)

??那么，公式①：

??公式②：

??公式③：

??公式④：

??公式⑤：

??結(jié)論

??分析上述BLE數(shù)據(jù)通信速率計(jì)算公式，可看出提高BLE數(shù)據(jù)通信速率的方法有以下幾點(diǎn)，具體分析過程如下所示：

??●從上述公式①可看出，適當(dāng)減小連接間隔可以提高BLE數(shù)據(jù)通信速率，但是也要明白連接間隔會影響功耗和客戶體驗(yàn)，即連接間隔減小、功耗會提高；連接間隔增加、實(shí)時(shí)性越差、用戶體驗(yàn)感越差。

??●結(jié)合公式②和③可看出，避免空包出現(xiàn)可以提高BLE數(shù)據(jù)通信速率，所以一般建議客戶使用通知notify和寫入無響應(yīng)Write without Response，而不要使用通知有響應(yīng)indicate和寫入有響應(yīng)Write。

??●結(jié)合公式①和⑤可看出，使ATT payload盡可能的大，可提高BLE數(shù)據(jù)通信速率，那么使能DLE數(shù)據(jù)擴(kuò)展后，Max ATT payload將從4.0/4.1協(xié)議的20bytes，提高至4.2/5.0協(xié)議的244bytes。

??●結(jié)合公式④和⑤可看出，使用LE 2M PHY可以提高BLE數(shù)據(jù)通信速率，但是需注意2M PHY只有BLE5.0/5.1協(xié)議才支持，4.2及以下版本協(xié)議不支持。

??●當(dāng)MCU發(fā)給BLE設(shè)備的數(shù)據(jù)包字節(jié)數(shù)超過ATT MTU值時(shí)，協(xié)議棧會進(jìn)行分包，如果ATT MTU盡可能大，例如大于等于Max ATT Payload，那么拆包數(shù)將達(dá)到最小，這將最小化數(shù)據(jù)包無效字節(jié)開銷（即除了ATT Payload外其他字節(jié)開銷），結(jié)合公式④和⑤可看出，這將極大提高BLE數(shù)據(jù)通信速率。